2. Назначение и анализ условий работы детали в узле

Аппарат воздушного охлаждения типа , изготовлен на Таллиннском машиностроительном заводе ордена Трудового Красного Знамени, предназначен для охлаждения подаваемой жидкости в трубы секции воздушным потоком. Воздушный поток создается вентилятором, приводимым во вращение приводом (рис. 1).

Рис. 1. Привод вентилятора.

На редуктор-опору устанавливается колесо вентилятора (Рис. 2 )

Рис. 2. Колесо вентилятора.

Табл. 1.Техническая характеристика привода.

Тип электродвигателя	КО 42-6
Номинальная мощность	40 кВт
Скорость вращения	980 об/мин
Редуктор	Конический
Передаточное число редуктора	1:2,27

Табл. 1.Техническая характеристика вентилятора.

Колесо вентилятора	ЦАГИ УК-2М
Диаметр колеса	2800 мм
Число лопастей	8
Максимальный угол простановки лопастей	20 град.
Скорость вращения вентилятора	425 об/мин

Исследуемый вал устанавливается в редукторе-приводе в качестве ведомого вала. На вал устанавливаются подшипники качения, втулки, манжеты. На конический конец вала устанавливается колесо вентилятора.

Основными поверхностями вала являются:

- конический конец – для установки колеса вентилятора;

- цилиндрическая поверхность со шпоночным пазом - для установки ступицы зубчатого конического колеса;

- цилиндрическая поверхность - для установки втулки;

- цилиндрическая поверхность – для установки шарикового подшипника;

- цилиндрическая поверхность – для напрессовки втулки под манжету;

При вращении вала в местах соприкосновения с манжетой возникают контактные напряжения. Эти напряжения имеют малое значение, но при длительной работе на валу могут появиться канавки.

При ремонте возникает необходимость демонтажа подшипников, вследствие чего ухудшается шероховатость поверхности, из-за чего не будет обеспечиваться необходимая посадка.

При вращении колеса вентилятора со скоростью 425 об/мин возникают вибрации, которые могут привести к ослаблению затяжки гайки, что приводит к повреждению ступицы колеса вентилятора и конического конца вала.

Вал изготавливается из стали 40Х. Химический состав материала приведен в таблице 1, а механические свойства в таблице 2.

Таблица 1.

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0.36 - 0.44	0.17 - 0.37	0.5 - 0.8	до 0.3	до 0.035	до 0.035	0.8 - 1.1	до 0.3

Таблица 2

Сортамент	Размер	Направление.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м^2	-
Диск		Танг.	570	320	17	35	400
Пруток, ГОСТ 4543-71	Ø 25		980	785	10	45	590	Закалка 860^oC, масло, Отпуск 500^oC, вода,
Трубы, ГОСТ 8731-87			657		9
Трубы холоднодеформир., ГОСТ 8733-74			618		14

Обозначения:

s_в - Предел кратковременной прочности, [МПа];

s_T - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]

d₅ - Относительное удлинение при разрыве, [ % ];

y - Относительное сужение, [ % ];

KCU - Ударная вязкость, [ кДж / м²].